1. Introducere-Aliajele amorfe au aparut la jumatatea sec trecut, parintele lor fiind prof American Pol Duwez, care in 1960 a reusit sa obt primul aliaj amorf din sist Au-Si folosind metoda racirii rapide a unei topituri pe un support de racier el a incerat sa creasca solubitit. Componentelor unui aliaj in componentul de baza.A constatat ca la compozitii chim situate in jurul concentratiei eutectice si la viteze de racier f mari (10 la a-5…10 la 6-a k/s) ca stuct aliajului nu mai este cristalina. Prin urmare obtinand un aliaj metallic prin racirea rapida a unei topituri cu o struct similara cu cea a sticlei a denumit noul material sticla metalica.Structura amorfa este o structura caracteriz. Printrun aranjament dezordonat al atomilor in spatiu. Aliajele metalice care au o struct amorfa sn aliaje amorfe.Aliajele amorfe obt prin racirea rapida a unei topituri sn sticle metalice.

2. STARI STUCTURALE INTERMEDIAREMateria poate fi stucturata in urmat stari stucturale astfel:-STAREA DE GAZ – presupune o dezordine totala in aranjamentul spatial al atomilor-STAREA DE LICHID SI SOLID AMORF – presupune o dezordine in aranjam spatial al atomilor la lunga distant dar si a unei ordini la mica distant in care sunt implicate un nr redus de atomi pe un domeniu restrains de pana la 20 A (amstrong 10 la puterea -10)-STAREA CRISTALINA – reprez o ordine totala in aranjamentul spatial atomicAranjamentul spatial al atomilor poate fi pus in evident prin diferite metode de analiza structural uzuala fiind analiza prin difractie x.In principiu un fascicol de raze x cade sub un anumit unghi de incidenta (teta) pe supraf unei probe. Masurandu-se intensitatea radiatiei difractate se poate trasa o curba de variatie a intensitatii. Aceasta curba sn difractograma.Pt a obt informatii independente de lungimea de unda a radiatiei incidente se inlocuieste variabila independent (teta) cu vectorul de dispersie K= 4 pi sinϴ/ ʎ Se obt astfel functiile de interferenta ce reprez variatia factorului de structura (i) in functie de vectorul de dispersie.

FACTORUL DE STRUCTURA ( i ) reprez un raport de intensitati ale radiatiei difractate si a rad incidente.Starile structural ale materiei sunt evidential prin aceste functii de interferenta care prezinta aspect spefice (fig 1.1)

In CAZUL STARII DE GAZ avand un aranjament total dezordonat al atomilor in spatiu nu avem imprastiere coerenta a razelor x, prin urmare functiile de interferenta nu vor prezenta extreme locale, apare tendinta de aplatizare.

In CAZUL SOLIDULUI CRISTALIN unde avem un aranjament ordonat al atomilor in spatiu apare imprastierea coerenta a razelor x care duce la prezenta a numeroase extreme locale. In CAZUL STARII DE LICHID SI SOLID AMORF datorita prezentei ordinii la mica distant pe graficele functiilor de interferenta apar extreme locale dar acestea sunt mici si difuze. In cazul solidului amorf extremele locare sunt mai mari si inguste decat la lichid. In cazul solidului amorf ordinea la scurta distant este mai pronuntata decat in cazul lichidului. Astfel starea de solid amorf este o stare intermediara intre

starea de gaz si starea cristalina. Starilor structural intermediare le corespund structure specific in afara de echilibru care in cazul solidelor anorganice sn structuri metastabile

3. STRUCTURA NANOCRISTALINA – este o struct cristalina, caracterizata prin dimensiuni ale grauntilor cristalini mai mici de 100 nanometri. (fig 1.2)Se obs atomii aranjati ordonat (negri) si care formeaza graunti cristalini si atomii (albi) care formeaza limitele de graunti. Distanta dintre atomii a b, a c sunt diferite de dist f e, f g ca urmare putem considera struct nanocristalina un pas spre obt struct amorfe.Stuctura nanocristaliza se poate obt prin racire rapida a topiturii dar si printr-o cristalizare a fazei amorfeAliajele care au o structura nanocristalina sn aliaje nanocristaline si fac parte din familia nanomateriale.

NANOMATERIALELE reprez o clasa noua de material caracteriz prin dimensiuni ale constituentilor structurali sub 100 nanometrii si se clasif:O prima clasif ale nanomaterialelor monofazice – a fost propusa de Siegel (fig 1.3). Conform acesteia putem avea nanomateriale:-de tip cluster-de tip monostrat superficial -de tip multistrat -de tip nanofaze tridimensional.OBS.: cluster defineste un aranjament ordonat al atomilor in care sunt implicati atomii cei mai apropiati fata de un atom dat.Niihara realizeaza o clasif a nanimat bifazice dupa cum urmeaza( fig1.4)Nanomateriale:-de tip intragranular-de tip intergranular-de tip mixt-de tip nano-nano-de tip matrice amorfaCea mai complexa clasificare a nanomaterialelor este cea a lui H Gleiter in functie de compoz chim si forma nanofazelor din structura mat.Nanomateriale sub forma de pulbere Filamente Unor stratur subtiri

Masive

4. STRUCTURA CVASICRISTALINASe caracteriz printrun aranjament ordonat al atomilor in spatiu, formand retele cristaline. Cea mai mica forma geometrica spatiala care prin deplasarea ei pe cele 3 axe coordonate genereaza reteaua cristalina sn. Celula elementara.Celulele elementare se caracteriz prin axe de simetrie care devin axe de simetrie specifice cristalului. O axa de simetrie este definita ca directia in jurul careia prin rotirea cristalului cu 360 grade acesta trece

printro pozitie identica cu cea initiala. Se presupune un cristal oarecare la care putem identifica intro sectiune transversala pe axa de simetrie n-puncte simetrice notate A i, i=1,n (fig 2.2)Se obs ca prin rotirea cristalului cu unghiul alfa=360 grade / n in jurul axei de simetrie not cu z cristalul trece intro pozitie identica cu pozitia initiala. In acest caz axa z sn axa de simetrie de ordin n .In cristalografie sa demonstr ca mat cristaline cristalizeaza in sist cristaline prin axe de simetrie de ordin 2 3 4 6.Nu sau identificat sist cristaline cu axe de simetrie de ordin 5 sau mai mari de 6. In anumite conditii de compoz chim si de elaborare sau putut punte in evidenta impachetari atomice dupa figuri geometrice spatiale caracterizate prin axe de simetrie de ordinul 5.Aceste figuri geometrice sunt de tip icosaedru iar modelul de impachetare icosaedrica (fig 2.3)Structurile obt prin impachetarea icosaedrica a atomilor sn structuri icosaedrale care pot fi cu 2 3 sau 6 axe de rotatie (fig 2.4).In cazul materialelor metalice impachetarea atomilor in sisteme caracteriz prin axe de simetrie de ordinu 5 se face prin alaturarea a 13 atomi (fig 2.5). Astfel 12 atomi se aranjeaza in jurul unui atom din centru obtinandu-se astfel o impachetare pseudoicosaedrica . model gandit de PENROSE (Fig 2.6).Structura cvasicristalina – spatiul avut la dispozitie nu este acoperit complet de impachetarile de atomi icosaedrice ramanand zone cu aranjament dezordonat de atomi.

5. STRUCTURA AMORFAEste caracteriz printrun aranjament dezordonat al atomilor in spatiu. In cazul solidelor amorfe dezordinea in aranjamentul spatial al atomilor nu este totala.CLUSTER – mici grupari de atomi implicati intro asa numita ordine la scurta distanta(sub 20 A)Descrierea structurii amorfe:a)MODELUL MICROCRISTALIN – presupune existenta unor mici cristale in structura materialului de dimens sub 20 A marginite de discontinuitati similare cu limite de graunti.b)MODELUL CU DISTRIBUTIE INTAMPLATOARE CONTINUA – presupune un aranjament dezordonat al atomilor in spatiu cu exceptia atomilor implicati in aranjamentul la scurta distanta.a) MODELUL RPMU (FIG 2.7)In acest caz atomii de metal formeaza unitati moleculare de tip cluster sub forma unor prisme triunghiulare. Acestea se aranjeaza in jurul atomilor de metaloid in anumite pozitii fixe dar care nu respecta o anumita lege de aranjare, atomii de metal (inchisi) raman in aceasi positie dupa realizarea distributiei clusterilor in spatiu.b) MODELUL DRP (FIG 2.8)Acest model este asemanator cu RPMU cu deosebirea ca aranjamentul clusterilor in jurul atomilor de metaloid nu mai este “rigid”. Gradul de dezordine in aranjamentul spatial al atomilor creste, atomii de metal din jurul metaloidului pot fi mai apropiati sau indepartati.c) MODELUL QC (FIG 2.9)In acest caz atomii nu mai sunt “ficsi” ci in functie de energia lor libera ei se pot plasa intro vecinatate a pozitiei initiale descrisa prin cercuri de culoare inchisa pt atomii de metale.

6. ANALIZA STRUCTURALA A ALIAJELOR AMORFECea mai utiliz metoda este cea de difractie de raze x. Razele x sunt unde electromagnetice cu lungimi de unda cuprinse intre 0.1 si 10 A, ele sunt produse in urma bombardizarii unui material tinta (anod) de un fascicol de electroni accelerat. Difractometrul contine un tub de raze x, un dispozitiv de fixare a probei de tip goniometru si un tetector care detecteaza radiatia difractata de proba. Fascicolul de raze x cade sub un anumit unghi de incidenta pe suprafata probei de analizat, iar detectorul detecteaza radiatia difractata. Detectorul este conectat la un sist de inregistrare ce inregistreaza dependenta dintre intensitatea radiatiei difractate si unghiul de incidenta. Datorita rotirii atat a probei cat si a detectorului pt realiz diferitelor unghiuri de incidenta se va inregistra dependenta dintre intensitatea radiatiei refractate si dublul unghiului de incidenta. Reprez grafica a acestei dependente sn imagine de difractie sau difractograma. In cazul materialelor cristaline la care avem un aranjam ordonat al atomilor in spatiu imaginile de difractie prezinta maxime de intensitate (picuri) la unghiul de incidenta precise (fig 2.10).Interpretarea imaginilor de difractie in cazul mat cristaline se face in conceptul Bragg conform careia maximele de intensitate apar daca diferenta de drum parcurse de razele x este un numar intreg de lungimi de unda.In cazul solidelor amorfe datorita aranjamentului dezordonat al atomilor in spatiu imaginile de difractie nu vor mai prezenta maxime de intensitate nete la unghiuri de incidenta precise. (fig 3.1)Daca imaginea de difractie nu prezinta maxime de intensitate nete la unghiuri de incidenta precise atunci structura este amorfa.In cazul solidelor amorfe difractogramele nu ne pot oferi informatii cu privire la aranjam atomilor in spatiu. Pt a descrie distributia atomilor in spatiu sunt necesare prelucrari matematice si se obtin functiile de interferenta prin inlocuirea variabilei independente.Reprezentarea grafica a FUNCTIEI DE INTERFERENTA (fig 3.2)Prin transformata Fourier a functiilor de interferenta se obt FUNCTIILE DE DISTRIBUTIE RADIALA (FDR)Reprezentarea grafica a unei FUNCTII DE DISTRIBUTIE RADIALA (FDR) (FIG 3.3)FDR – descrie distributia atomilor aflati la o anumita distanta de un atom dat, ea ofera urmat informatii:-distanta la care se afla un nr maxim de atomi fata de un atom dat-nr maxim de atomi aflati la o anumita dist fata de un atom dat.

7. TRANZITIA VITROASALa racire o topitura se poate transforma fie in solid cristalin fie in solid amorf, determinate de variatia cu temperatura a 2 parametrii: vascozitatea si timplul de relaxare structuralVASCOZITATEA – reprez rezistenta la curgere a lichidelorTIMPUL DE RELAXARE STRUCTURALA – reprez timpul mediu necesar rearanjarii atomilor in spatiu (fig 3.4)In cazul cristalizarii vascozitatea si timpul de relaxare structurala inregistreaza o crestere brusca si semnificativa la atingerea temp de topire a aliajuluiIn cazul amorfizarii crestere monotona a vascozitatii si a timpului de relaxare.Se remarca prezenta unor puncte de inflexiune care marcheaza tranzitia vitroasa, aceste puncte corespund unor temperaturi care sn temp de tranzitie vitroasa (Tg)

TEMPERATURA DE TRANZITIE VITROASA depinde de viteza de racire aplicata topiturii, cu cat viteza de racire e mai mare cu atat temo de tranzitie e mai mare iar gradul de amorfizare a topiturii e mai mare.

8. FAMILII DE ALIAJE AMORFIZABILESe impart in:Grupa 1 metal de tranzitie(A) cu metaloid (B)Grupa 2 metal de tranzitie(A) cu metal de tranzitie(B)Grupa 3 metal simplu netranzitional (A) cu alt metal simplu sau cu elem din grupa pamanuturilor rare(B)

Din grupa 1 fac parte majoritatea famililor de aliaje amorfizabile. Componentul de baza este metalul de tranzitie(80-85%) iar metaloidul (15-20%).Metale: fe co ni cu cr ti mo nb rh pd pt au agMetaloizi: br si p ca ga ge – favorizeaza amorfizarea aliajului

Din grupa 2 fac parte metalele de tranzitie cu obs ca elementele componente sunt situate in zone diferite ale tab periodic (fig 3.5)

Din grupa 3 apar aliaje din metale situate in grupele principale ale sist periodic aflate si ele in zone diferite ale sist periodic. La aceste aliaje tendinta de amorfizare creste daca exista metale din grupa pamanturilor rare.

Compozitile chimice favorabile amorfizarii se det cu ajut diagr de echilibru fazic respectanduse urmat:-diagrama de echilibru fazic trebuie sa prezinte reactii eutectice- componentele aliajului trebuie sa prezinte solubilitati limitate/nule in solutii solide terminale-componentele aliajului sa formeze compusi intermetalici cu retele cristaline

9. FACTORI CE DETERMINA CAPACITATEA DE AMORFIZAREA) FACTORI TERMODINAMICI-temp redusa de tranzitie vitroasa (Trg= Tg/Tf)Cu cat temp redusa de tranzitie e mai mare cu atat creste capacitatea de amorfizare a aliajului, din aceasta cauza aliajele amorfizabile trebuie sa prezinte o temp de tranzitie vitroasa cat mai joasa si o temp de topire cat mai redusa.a) FACTORUL GEOMETRICSe refera la razele atomice ale componentelor aliajelor. Este raportul rA/rB <0.88; >1.12;rA- raza atomica a componentului majoritarrB- raza atomica a componentului minoritarCapacitatea de amorfizare este mai ridicata la aliajele ce prezinta componente caracterizate prin diferente destul de semnificative ale razelor atomice.b) FACTORUL ELECTONICSe refera la diferenta de valenta dintre componentele aliajului. Se considera favorabile amorfiz acele compoz chimice la care componentele prezinta diferenta de valenta semnificative. Experimentele

practice au demonstrat ca sunt favorabile amorfizcombinatii chimice caracteriz prin concentratie electronica intre 6 si 7.c) FACTORUL ELECTROCHIMICSe refera la diferenta de electronegativitate dintre componentele aliajului. Favorabile amorfizarii sunt compoz chimice la care componentele prezinta o diferenta de electronegativitate dar nu f mare. Se recomanda componente ale aliajului din zone diferite ale tabloului periodic.B) FACTORI CINETICI-cel mai imp factor cinetic care amorfiz este viteza critica de amorfizareViteza critica de amorfizare – viteza minima de racire ce asigura tranzitia vitroasa a aliajului.Prin urmare viteza critica de amorfizare reprezinta viteza minima de racire are aplicata unei topituri suprima cristalizarea.

Este importanta determinarea vitezei critice de amorfizare intrucat in functie

de ea se determina parametric tehnologici de elaborare a aliajelor amorfizari.

Determinarea vitezei critice de amorfizare impune stabilirea unor criteria pe baza carora sa se poata face determinarea.

Un criteriu general aceptat de determinarea vitezei critice de amorfizare este Acela conform caruia viteza critica de amorfizare comprez. viteza de racire a topituri care evita formarea unei fracti : x=10-6, pe baza acestui criteriu se poate determina viteza critica de amorfizare similar cu determinarea vitezei critice de racire la calire. Daca in cazul caliri se pot ridica experimental diagramele TTT si CCT iar viteza critica de racire al calire se determina ca tangent la cotul curbi de inceput de transformare,in tr-o astfel de diagram TTT CCT ,in cazul amorfizari datorita duratelor extreme de scurte de transformare diagramele TTT se pot construe doar analitic.

Pentru constructia diagramelor TTT de cristalizare se porneste de la relatia Mehl –Johnson Avrami ce exprima depedenta de nr. de cristale ce apar intr-un anumit interval de timp si parametrii cristalizarii.: x=π/3*Ig*v3*t4. Din aceasta relatie rezulta t=x1/4(π/3Ig v3)-1/4

Impunand conditia ca x=10-6 si exprimand parametric cristalizari in functie de energia libera molara de factori a unui grame cristaline de frecventa straturilor atomice la interfata lichid –solid de tensiunea superficiala la interfata lichid-solid de constanta universal a gazelor si de temperature din relatia de mai sus si sa obtinut o depedenta de forma t=f(T).

Obs: domeniul din stanga de inceput de cristalizare este domeniul solidului amorf ,iar domeniul din dreapta a aliajuluicristalin ,cu cat viteza d amorfizare este mai mica cu atat capacitatea de amorfizare a aliajului este mai mare.

METODE DE OBTINERE A METALELOR AMORFE

Metode de obtinere prin depunereSe bazeaza pe depunerea unor straturi amorfe pe un support metallic/metal .Scopul lor este de a obtine straturi superficiale din aliaje amorfe care sa confere piesei duritate,rezistenta la uzare si coroziune.Se pot obtine astfel straturi amorfe cu grosimi de ordinal zecilor-sutelor de micrometri,utilizand diferite metode de depunere(fig 4.2)Metodele de obtinere prin reacti in stare solida (tab.4.3)In principiu In acest caz se obtin straturi de aliaj amorf cu grosimi ce nu depasesc ordinul micrometrilor ca urmare a unor reacti in stare solid ace au loc in straturile superficiale ale piesei ca urmare a supunerii acestora a unor energii concentrate.Metode de solidificare rapidaIn practica industrial cele mai raspandite metode de obtinere a aliajelor amorfe sunt metodele solidificari rapide .Acestea se bazeaza pe racirea rapida sau ultrarapida a unei topituri metalice .Aceste metode presupun parcurgerea a 2 etape:-Obtinerea unui aliaj primar cu structure cristalina si comp.chimica favorabila amorfizarii-Retopirea aliajului primar si racirea ultrarapida a topiturii La baza metodelor de solidificare rapida sta urmatoarele principii :-Procesul de solidificare trebuie sa asiguree o viteza de racire mai mare decat viteza critica de amorfizare-Procesul de solidificare trebuie sa asigure racirea aliajului pana la temperature de cristalizare.Prin urmare trebuie tinut cont de coef.de transfer termic al caldurii la interfata topitura-mediu de racire.Urmarim variatia vitezei de racire cu grosimea produsului si un coefficient de transfer termic al calduri se constata:-Viteza de racire creste odata cu cresterea coeficientului de transfer termic-Viteza de racire scade cu cresterea grosimi produsului.Pentru obtinerea vitezei de racire necesare amorfizarii majoritatii aliajelor este necesar ca medul de racire sa asigure coefficient de transfertermic ridicat,iar grosimea produsului trebuie sa fie sufficient de mica astfel incat caldura sa fie eliminate intr-un timp foarte scurt pentru a evita cristalizarea (fig.4.3.)Metode de solidificare rapida se impart in : -Metode continuie -Metode discontinuie

5.1 PROCEDEIE DISCONTINUIE DE OBTINERE A METALELOR AMORFE Prin aceste procedeie se obtin produse sub forma de foite ,lamele,pulbere care ulterior pot fi complectate sub forma unor produse cu un anumit rol functional.Toate insa aceste metode se bazeaza pe racirea ulterioara a unei topituri metalice.Exista mai multe procedeie discontinuie dintre care representative sunt urmatoarele : a)PROCEDEUL GUN Schema de principiu acestui procedeu este redata in figura 5.1. In principiu aliajul primar cu o comportare favorabila amorfizari se introduce in camera de joasa presiune a unui creuzet prevazut la baza cu o duza de ejectare.Camera de joasa presiune a creuzetului aflata la partea inferioara este separatade camera de inalta presiune aflata in partea superioara printr-o membrane. Aliajul primar este incalzit inductive pana la topire. Cand temperature de topire atinge o valoare optima in camera de inalta presiune se introduce un gaz inert. Cand presiunea de gaz depaseste o valoare critica ,membrane de separate dinre cele doua camera ale creuzetului se rupe si se creaza astfel o unda de soc ce v-a proiecta picaturile de topitura prin duza de ejectare pe suportul de racier din cupru.Rezulta astfel un produs solidificat rapid sub forma de foita cu o geometrie neregulata si cu grosimi ce nu depasesc 15[ µm].Acest procedeu nu este productiv nu prezinta interes dpv. aplicativ dar are valoare istorica intr-u cat prin acest procedeu s-a obtinut primul aliaj amorf.b)PROCEDEUL PISTON –NICOVALAReprezentarea lui schematic este redata in figura 5.2. In principiu aliajul este introdus intr-un creuzet unde este incalzit inductive pana la topire.Cand temperature topituri atinge o valoare optima prin intermediul unei presiuni de gaz inert ,topitura este ejectata printr-un orificiu de la baza creuzetului. In caderea ei prin dreptul unei cellule fotovoltaice care comanda inchiderea pistonului ce actioneaza cu ciocanu ,astfel topitura va fi strivita de ciocan pe nicovala rezultand astfel un produs racit rapid sub forma de foita cu grosime controlata care nu depasesc 10-15[ µm].Obs. Orificiul de la baza creeuzetului are dimensiuni sub 1 [mm] pentru a evita curgerea libera a topituri.Prin astfel de orifice topitura metalica curge doar sub presiunea .Obs Incalzirea in vederea topiri aliajului primar se face inductiv deoarece in acest caz incalzirea este rapida si se evita alterarea compozitiei chimice a topituri prin oxidare.Obs. Locurile de racier pe care se raceste rapid topitura sunt realizate din Cupru, sau aliaje pe baza de cupru pentru a avea o conductivitate termica cat mai ridicata.Aceste observatii raman valabile si in cazul procedeelor continuie.c)PROCEDEUL ATOMIZARI CU JET DE GAZIn acest caz se obtine aliaje amorfe sub forma de pulbere,schema de principiu a procedeului este redata in figura 5.3.Aliajul primar cu compozitia chimica favorabila amorfizari este topit in creuzetul 1 iar topitura 2 este ulterior turnata in creuzetul de elaborare 3 .Temperatura topituri din creuzetul 3 se mentine constanta cu jutorul unui inductor.

Creuzetul 3este prevazut la baza cu un orificiu prin are topitura cade gravitational in sistemul de atomizare 4.Aici sunt dispensate radial un numar de duze ,prin care SE SUFLA UN GAZ INERT SUB PRESIUNE. Sub actiunea gazului inert vana de fluid se atomizeaza ,Iar picaturile rezultate cad in mediul de racier 6 unde se racesc rapid rezultand o pulbere sferoidala 7 ce se depune la baza recipientului de racier compacta sub forma unor produse massive.

d)PROCEDEUL DE OBTINERE A PULBERILOR PRIN EROZIUNE ELECTRICAAre la baza principiu prelucrari prin eroziune electrica cu deosebirea ca in acest caz atat biectul de transfer cat si obiectul prelucrat sunt confectionate din aliajul primar , principiul metodei este schematizat in figura 5.4.Obiectul de transfer 3 si obiectul prelucrat 4 se realizeaza din aliajul primar cu compozitia chimica favorizat amorfizari .In acest caz ne favorizeaza pulberea rezultata in urma eroziuni motiv pentru care in sistemul de recirculare a dielectricului 5 este inserat un system de filtrare 6 care sa retina pulberea rezultata in urma eroziuni.Prin acest procedeu se preteaza a fii amorfizate doar aliajele care au viteze critice de amorfizate ce pot fi asigurate de racier in lichidul dielectric.e)METODA ALIERI MECANICEIn acest caz penru a realiza aliajul primar componentele sunt macinate in mori planetare cu bile fig.5.5.Pentru a obtine o pulbere cu o anumita dimensiune trebuie alesi corespunzatori urmatorii parameti :

-Diametrul bilelor-Proportie bila-material de macinat-Durata macinari.

Pulberile astfel obtinute se amesteca tot in mori planetare cu bile pana cand se amorfizeaza.Pulberile astfel obtinute se compacteaza si ulterior pot fii supuse unor tratamente de presinterizare sau sinterizare.Procedeul se aplica in cazul in care componentele aliajului fie au temperature ridicata de fuziune ,fie sunt insolubile in stare lichida.

6.1.PROCEDEE CONTINUE DE OBTINERE A ALIAJELOR AMORFEPrin aceste procedee se pot obt produse continue sub forma de benzi/fire sau folii cu grosimi ce nu depasesc 60 micrometrii.

A. PROCEDEE MELT SPINNING Aceste procedee au la baza metoda de elaborare a aliajelor amorfe care presupune racirea rapida a unei topituri pe supraf unui cilindru sau role de racire aflat in miscare de rotatie.Topitura cade sub presiune pe locul de racire(cilindru) fiind extrudata prin orificiul unei duze de ejectare.Procedeele Melt Spinning s-au dezvoltat pt ca permit producerea la scare industriala a aliajelor amorfe. Procedee Melt Spinning:1)CALIREA CU 2 ROLE (FIG 6.1)In principiu aliajul primar cu o compoz chim favorabila amorfizarii este incalz inductiv intrun creuzet pana la temp de topire. Cand temp de topiturii atinge o valoare optima se apl o pres prin intermediul unui gazinert ce va determina curgerea topiturii prin orificiul de la baza creuzetului.

Vana de fluid rezultata este “laminata” intre 2 role de cupru aflate in misc de rotatie in sens contrar si astfel este racita rapid.Rezulta un produs solidificat sub forma de banda continua cu grosime constanta si latimi ce pot varia in functie de dimens orificiului duzei de ejectare.Avantaj: se pot obt produse cu geometri controlata si calitatea supraf f bunaDezav: timpul scurt dintre topitura si rolele de racire fac ca acest procedeu sa fie utilizat doar la aliajele cu grad de amorfiz ridicat.2)EXTRUDAREA LIBERA A TOPITURII PE SUPRAFATA EXT A UNEI ROLE DE RACIRE (FIG 6.2)Este cel mai raspandit procedeu de obt a aliajelor amorfe sub forma de banda si se poate apl pt amorfiz oricarui tip de aliaj.In principiu aliajul primar cu o compoz chim favorabila amorfizarii se incalz inductiv pana la topire intrun creuzet prevazut in partea inferioara cu o duza de injectare.Cand temp topiturii atinge val optima se apl o pres prin intermediul unui gaz inert care are ca efect ejectarea topiturii prin orificiul duzei de ejectare.Fluidul cade pe supraf exterioara a unei role de racire aflata in misc de rotatie si rezulta un produs sub forma de banda continua a carui geometrie depinde de principalii parametrii tehnologici (turatia rolei de racire, pres apl topiturii, dimens orificiului duzei de ejectare)Procedeul este productiv dar nu avem un control precis asupra grosimii benzii, calitatea benzii din partea de contact cu rola este superioara in comparatie cu suprafata libera.Obs. In cazul acestui procedeu durata de contact dintre topitura si supraf rolei de racire este mai mare decat in cazul calirii cu role, iar dupa solidificare banda este indepartata de pe suprafata rolei datorita fortei centrifuge.3)EXTRUDAREA LIBERA A TOPITURII PE SUPRAFATA INTERIOARA A ROLEI DE RACIRE (FIG 6.3)Principiul acestui procedeu este identic cu extrudarea pe suprafata exterioara cu deosebirea ca racirea vanei de topitura se realiz pe supraf interioara a unei role aflate in miscare de rotatie.Suprafata interioara a rolei care se misca in plan orizontal este tronconica pt a permite benzii sa cada la baza rolei.Exista si varianta constructiva cand rola executa o misc de rotatie in plan verical, iar suprafata de forma tronconica face ca banda sa fie degajata din interiorul rolei.Avantaj: topitura si produsul solidificat stau in contact un timp indelungat cu supraf de racire si de accea acest procedeu poate fi aplicat si la aliajele cu grad de amorfizare mai redus.Dezav: se limiteaza cantitatea de banda produsa si se necesita o constructie mai speciala a creuzetului si a duzei de ejectare.

B. PROCEDEE MELT EXTRACTION Aceste procedee au la baza metoda extragerii a unei benzi/fir din topitura cu ajut unei role aflate in misc de rotatie.Aliajul primar cu o compoz chim favorabila amorfizarii este introdus intrun creuzet(1) incalzit inductiv pana la topire. Topitura(2) trebuie mentinuta la o temp constanta care sa asigure o anumita vascozitate. Rola de racire(3) aflata in miscare de rotatie este coborata pana in momentul in care atinge supraf topiturii. In contact cu aceasta ea va extrage continuu material din topitura care se va solidifica rapid si va forma un produs continuu sub forma de fir sau banda. Mai este prevazut si un stergator(4) care sa

curete supraf ext a rolei inainte de contactul cu topitura. Supraf ext a rolei nu este dreapta, ci prezinta o muchie la un unghi de 90 sau 120 grade ( FIG 6.5 )Geometria benzii rezultate(5) depinde de adancimea de coborare a rolei in topitura. La adancimi mici se pot obt produse cu sectiuni circulare sau sub forma literei “C” iar la adancimi mai mari produse sub forma literei “L”.Durata de contact dintre topitura si supraf rolei de racire este f mica acest procedeu este recomandat in cazul aliajelor cu grad de amorfizare ridicat.Pt a obtine produse sub forma de benzi de latimi mari sau folii s-au dezv pe baza metodelor Melt Spinning un alt procedeu care sn “Planar flow casting”.Principiul procedeului (fig 6.5) este identic cu cel al topiturii pe supraf ext a unei role.Deosebirea consta in faptul ca in acest caz creuzetul este prevaz la partea inferioara cu un orificiu de ejectare sub forma de fanta de latimi variabile si grosimi de max 0.7-0.8 mm.Fanta (1) este foarte aprope de rola de racire(3), dist dintre fanta si rola de racire max 0.4-0.5mm.Astfel se realizeaza o constrangere geometrica a baii de topitura pe supraf rolei de racire controlanduse atat latimea cat si grosimea.Banda rezultata prin solidificarea baii de topitura v-a avea o geometrie controlata.Acest procedeu are o productivitate ridicata.Atat in cazul metodei “planar flow casting” cat si in cazul metodelor Melt spinning ce au aplicabilitate industriala apare necesitatea corelarii principalilor parametrii tehnologici cu geometria benzii rezultate.Pt a stabili aceasta corelatie se porneste de la schema de principiu a racirii topiturii pe supraf ext a unei role aflate in miscare de rotatie ( fig 6.7)In fig apar urmat notatii:H – inaltimea coloanei de topitura din creuzetD – diametrul int al creuzetuluiPe – pres de la supraf topituriiDensitatea e – densitate topituraVe – viteza de curgere a topiturii in creuzetSo – aria sectiunii duzei de ejectareVo – vit de curgere a topiturii prin duzal – latimea orificiului duzeiL – grosimea orificiului duzeigb – grosimea benziivb – vit benziivr – vit rolei de racireViteza de curgere a topiturii prin duza de ejectare se poate descrie cu ajutorul legii lui Bernoulle astfel:

Vo =................................

Din conditia de continuitate a lichidului putem scrie ca Ve * Se = Vo * So ; Se-aria sectiunii creuzetuluiPrin urmare viteza de curgere prin duza de ejectare se va scrie:Vo=................................Din conditia de continuitate a benzii putem scire: Vo * So o densitatea l = vb * sb * densitatea s

Daca latimea benzii o consideram egala cu Sb = gb * l; So = l * LConform precizarilor anterioare putem scrie ca gb = vo * ...............Inlocuind val lui Vo cu relatia legii lui Bernoulle se obtine .................Considerand viteza benzii (vb) egala cu viteza liniara de racire (vr) relatia de mai sus obt reprez dependenta dintre grosimea banzii si principalii parametrii de proces:Vit rolei de racire si suprapresiunea delta P aplicata topiturii.Aceasta relatie se poate scrie: g= k1/v ...............g-grosimea benzii rezultatev-vit liniara a rolei de racirep-pres apl topituriik1- coef ce tine cont de natura materialuluik2-coef ce tine cont de geometria creuzetuluik3-coef ce tine cont de forma si dimens diuzei de ejectareSe obs ca odata cu scaderea rolei de racire si cu cresterea pres apl topiturii creste grosimea produsului.Asa cum se obs in (fig 6.8) in locul rolei de racire avem un cilindru de racire (1) care este racit suplimentar cu apa. Formarea baii de topitura pe supraf cilindrului de racire se face prin alaturarea mai multor creuzete cu duze de ejectare sub forma de fante (3).Creuzetele sunt alimentate in continuu cu topitura prin sist de alimentare (5) iar topitura in creuzet este mentinuta la temp optima printrun sistem incalzit inductiv(4). Presiunea necesara ejectarii din creuzete este asigurata prin sistemul pneumatic(6).Desprinderea benzii (8) de pe cilindru se face cu ajut dispozitivului (9). Astfel de instalatii sunt folos pt producerea la scara industrila a aliajelor amorfe din familile metal de tranzitie-metaloidProductivitatea este rdicata si se pot obt produse sub forma de banda la nivelul tonelor.__________________________________________________________________________________C6